JPS6240051A - ステツピングモ−タのコイル極性検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、ステッピングモータを組立てるにあたってコ
イルをヨークに装着する場合、コイルが予め定めた極性
のとおりに装着されているかどうかを検査する方法に関
する。

背嚢技術 ステッピングモータには、たとえば６個のコ、イ。

ルが相互に導電線で電気的に接続されたコイル群が用い
られる。ステッピングモータの上部ハウジングには、周
方向に２つのコイル群が周方向に配ｒＩＬされ、一方の
コイル群を構成するコイルと、他方のコイル群のコイル
とが交互に並んで配置される。これらの２つのコイル群
は、同一仮想平面上に配置される。また各コイルは、半
径方向に延びるＵ字状ヨークの半径方向内力脚部を内部
鉄心として装着される。これらのコイルは、通電したと
き、一方のコイル群に属するコイルが周方向に相異なる
極性を有するように巻線方向およびヨークへのｉ着状態
が定められる。このような構成は、下ｆｆＷハウジング
に関しても同様でである。

この上うな構成を有する上部および下部ハツシングを相
互に固定し、上部ハウジングのコイル群と下部ハウジン
グのコイル群との間に、はぼ袖方向に帯磁されたロータ
を配置する。このロータの前記帯磁態様は、周方向に交
互に異なる磁極が衰れるように形成される。このような
ステッピングモータにおいて、コイルの通電状態を制御
することによってロータを回転し、回転出力を得ること
ができる。

このような先行技術のステッピングモータにおいて、コ
イルをヨークの内方脚部にＶＣ着するにあたり、前述し
たような極性の配置態様と異なり、ｒことえば１個のフ
ィルの極性が逆に配置されている場合を想定虹る。この
誤配置されたコイルとロータとの間には、磁気吸引力が
発生すべきときに斥力が発生し、したがって差し引きコ
イル２個分の磁気吸引力が低減してしまう結果となる。

さらに一方のコイル群中の３個のフィルの極性配置が誤
ったとすると、この一方コイル群が磁気１吸引力を発生
しなくなった場合と等しい結果となる。したがってこの
ようなコイルのヨークへの誤装着は、ステッピングモー
タの動作に対して、誤動作などの欠陥を発生させること
となる。

目的 したがって本発明の目的は、上述の問題点を解決し、コ
イルのヨークへの装着態様によって決定されるコイル通
電時のコイルの極性が、予め定めた態様に従っているか
どうかを簡便な構成と容易な毘作とによって確実に検査
することができるステッピングモータのコイル極性検査
方法を提供することである。

実施例 第３図は本発明の一実施例のステッピングモータ１の斜
視図であり、第４図はステッピングモータ１の分解斜視
図であり、第５図はヨーク４ａへのコイル１３ａの取り
付は状態を示す斜視図である。第３図、ｔｊｆ１４図お
よび第５図を参照して、ステッピングモータ１の構成を
説明する。ステッピングモータ１は、以下に述べる相互
に共通する構成および形状の上部ハウシング２および下
部ハウゾング３を含む、下部ハツシング３は、合成樹脂
材料から形成され、無ＩＥ、＠状であって周方向に略Ｕ
字状のヨーク４ａ〜４ノ（総称する参照符を４とする）
が、相互に等間隔をあけて埋込まれる。

ヨーク４ａは、軸線方向に延びる一対の内方脚部５ａお
よび外方脚部６ａと、これらを連結し半径方向に延びる
連結部７ａとを含む。内方脚部５ａの高さＨ２は、外方
脚部６ａの高さ１４１よりも小さく形成される。またヨ
ーク４ａは、同一形状のたとえば鉄板を複数枚積層した
構成を有する。外方脚部５ａは、下部ハウジング３から
軸線方向に沿って上方に突出する。下部ハウジング３の
各ヨーク４ａ〜４！の各内方脚部５ａ〜５Ｊ！には、そ
れぞれ６個のコイル１３ａ、１３ｃ、ｌ　３ｅ、１３Ｈ
＋１３　ｉ＋１　３ｋ　　；１　４ｂ、１　４ｄ、１　
４ｆ、１　４ｂ、１　４３，１　４　Ｊ（総称する参照
符をそれぞれ１３．１４とする）が直列に接続されたコ
イル群１３およびフィル群１４が装着される。すなわち
コイル群１３．１４は、周方向に交互に配置される。

このようなヨーク４ａおよびコイル１３ａに関連する構
成は、残余のヨーク４ｂ〜４Ｊ！についても同様である
。また、下部ハウジング３の中央部付近には、金属材料
から成る軸受８が設けられる。上部ハウシング２も上述
したような下部ハウジング３と同一の構成と形状を有す
る。

またステッピングモータ１には、ロータ９が含まれる。

ロータ９は、たとえば細線方向に磁化されたたとえば３
０の磁極が周方向にＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、・・・の
ように交互に配ｒ１１された回転円板１０を含む。回転
円板１０と垂直な軸線を有する回転軸１１が、ブツシュ
１２によって回転円板１０と同軸に固定される。

上部および下部ハウゾング２，３には、それぞれ切欠き
１７．１８が形成され、この切欠き１７゜１８部分のハ
ラソング２．３には、それぞれ４個ずつの端子ピン１９
ａ＋１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ；２０ａ。

２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが、それぞれ固定される。また
下部ハウジング３には、位置決め用挿通孔２１ａ、２１
ｂ＋２１ｃ　（総称する参照符を２１とする）が形成さ
れており、上部ハウジング２にも同様の位置決め用挿通
孔２２ａ、２２ｂ、２２ｃ（総称する参照符を２２とす
る）が形成される。これらの挿通孔２１．２２に位置決
めピン２３ａ、２３ｂ、２３ｃが挿通され、上部および
下部ハウジング２，３が同一軸線を共有するように位置
決めされる。

第６図および第７図はコイル群１３．１４のヨーク４へ
の装着状態を説明する斜視図である。前述したようにコ
イル群１．３．１４は、周方向に配ｒ：ｌｌされたヨー
ク４に交互に装着される。一方、コイル群１３．１４は
第７図に示すように、通電時において各コイル群１３．
１４を流れる電流が、矢符２４ａ、２４ｂ、・・・、２
４ノ　で示す方向に流れ、またこれに対応して、各コイ
ル群１３．１４の磁極が第７図示のように発生するよう
に配置される。

すなわち、コイル群１３において隣接する各コイルの巻
線方向に関し、交互に上下をそれぞれ逆向きにする。コ
イル群１４についても同様である。

第８図は回転円板１０の磁化の態様とコイル群１３．１
４の極性とを説明する図である。回転円板１０には、前
述しｒこように３０極の磁極が周方向にＮ極およびＳ極
が交互になるように配列されている。したがってこれら
の磁極は、周方向にそれぞれ１２度ごとに配置される。

またフィル１３ａ、１３ｃ＋・・・は６０度ごとに配列
され、フィル群１４も同様である。したがってコイル群
１３．１４は、相互に３０度ごとに配置されることにな
る。

したがってｆ５８図に示すように、コイル群１３が回転
円板１０のたとえばＳ磁極と対向する位置にあるとさ、
コイル群１４は、回転円板１０の隣接する磁極の中間点
に位置することになる。

第８図に示すようにコイル群１３．１４が配置されるの
で、まずコイル群１３に矢符１１方向に通電すると、コ
イル群１３はたとえば第８図に示すように回転円板１０
に臨む側がＮ極となり、反対側はＳ極となるように励磁
される。このとき、コイル群１３と回転円板１０との間
には、最大の磁気吸引力が作用する。したがって回転円
板１０を含むロータ９（第４図参照）は、上部および下
部ハウソング２，３に対して固定される。

次にフィル群１３に流れる電流を遮断し、コイル群１４
に通電すると、コイル群１４は第８図に示すように回転
円板１０に臨む側がＮ極、反対側がＳ極に励磁され、し
たがって回転円板１０は矢符Ｄ１方向への磁気吸引力を
受け、角変位を開始する。この角変位量が６度に達した
とき、コイル群１４の軸線方向に回転円板１０の磁極が
位置し、この位置で回転円板１０とコイル群１４とのあ
いだに最大の磁気吸引力が作用し、回転円板１０は角変
位を停止する。

次にコイル群１４への電流を遮断し、コイル群１３に矢
符丁２方向に電流を流すと、コイル＃１３は前述の場合
と逆極性に励磁される。このとき、回転円板１０は矢符
Ｄ１方向に角変位し、前述したように６度角変位して停
止する。このような動作を繰返すことによって、回転円
板１．０は６度ごとに角変位を行なうことができる。こ
のようにして、ステッピングモータ１（第４図参照）の
１ｍ欠的角変位動作が実現される。

第１図は本発明の一実施例の検査方法を実現するｖＩ７
１＆を説明する斜視図であり、第２図は１＠１図のコイ
ル極性検査装置３０の断面図である。第１図、第２図お
よＣ／第４図を参照して、本実施例の検査方法と、これ
を実現する装置について説明する。まず取付台３１上に
コイル群１３．１４が装着された下部ハウジング３を取
付ける。以下の操作は、やはりコイル群が取付けられた
上部ハウジング２についても同様に行なうことができる
。取付台３１に取付けられた下部ハウジング３のフィル
１３，１４の各２１１子を、それぞれ電圧測定表示手段
であるオシロスコープ３２に接続し、各コイル群１３．
１４に発生する誘導起電力を波形として検出できるよう
に接続する。

一方、直流電源３３によって電力付勢され、たとえば矢
符Ａ１方向の一定方向に回転する直流モータ３４を準備
する。直流モータ３４の回転軸３５には、回転軸３５の
軸線と垂直なたとえば鉄製円板などから成る支持板３６
上に永久磁石片３７が取付けられる。永久磁石片３７は
、周方向にＳ極およびＮ極が、交互にたとえば３０極が
表れるように配置される。

回転軸３５の軸線を下部ハウソング３の軸線と一致させ
、永久磁石片３７を直流モータ３４を駆動して回転させ
ると、コイル群１３．１４にはそれぞれ誘導起電力が発
生し、その波形はオシロスコープ３２によって読取るこ
とができる。

第９図はオンロスコープ３２に表示される誘導起電力の
波形図である。第９図（１）において、参照符■１はフ
ィル群１３の出力波形を示し、■２はコイル群１４の出
力波形を示す。第６図、第７図および第９図を合わせて
参照する。コイル群１３．１４がその極性を誤りなく配
置されているとき、すなわち第７図を参照して先に説明
したような極性の配置態様を誤りな（実現されていると
さ、各コイル群１３，１．４には、振幅が等しくかつ位
相が３０度ずれた誘導起電力が発生する。

次に第７図のたとえばフィル１４ｂの極性が逆に配置さ
れた場合を想定する。すなわちフィル１４ｂは、第８図
に示す配置状態と比較すると上下方向が逆に配置されて
いる。このような場合、残余のコイル１４ｄ〜１４ガに
、第７図に示すような極性が発生するように通電したと
き、コイル１４ｂ　１．を第７図の上部側がＳ極、下方
側がＮ極となるように励磁される。すなわち、このコイ
ル１．４５は残余のコイル１４ｄ〜１４．／が、永久磁
石片３７と磁気吸引するとき、斥力が作用する。したが
ってコイル１４ｂには、残余のコイル１４ｄ〜１４Ｊ？
に予め定めた態様に発生される誘導電圧とは逆極性の誘
導電圧が発生する。

したがって、残余のコイル１４ｄ〜１４Ｊ！から発生さ
れる誘導起電力のうち、１個分のコイルの誘導起電力に
相応する誘導起電力は相殺され、結局６つのコイル１４
ｄ〜１４）から成る一連のコイル群１４から発生される
誘導起電力は、４つのコイルによって発生される強さと
なる。すなわち磁気吸引力は２／３に低減されてしまう
ことになる。

したがってオシロスコープ３２に表示される出力波形は
、第９図（２）に示されるように、コイル群１４からの
正弦波形出カラインＶ　２．１は、コイル群１３からの
正弦波形出カライン■１と比較すると、位相にして３０
度遅れ、振幅は２／３となっている。

次に第７図において、コイル１４ｂ、１４ｄが極性を逆
方向に接続された場合について説明する。

このとき発生する影響は、基本的には前述のコイル１４
ｂが逆接続されｔこ場合と同様であるけれども、このと
き６個のコイル１４ｂ〜１４ノのうち、効果を相殺され
るのは４個分のコイルである。したがってコイル群１４
からの出力は、１／３に低減される。この状態は第９図
（３）の出力波形ラインＶ２２によって示されている。

次に第７図において、たとえばコイルｉ４ｂ、ｉ４ｄ、
１４ｆがそれぞれ逆極性に誤配置されている場合につい
て説明する。この場合も発生する影響について、基本的
には前述の説明と同様であるけれども、今回の場合相殺
されるフィル数は計６個となる。すなわちコイル群１４
がらの出力は、っねにＯとなってしまう。この状態は、
第９図（４）のラインＶ２３で示される。

このようにして第９図（１）〜第９図（４）のラインＶ
２．Ｖ２１．Ｖ２２．Ｖ２３で示すような出力波形と、
Ｖｌで示されるような出力波形とを比較することによっ
て、極性を誤って配置されたコイルがコイル群１．３．
１４のいずれに存在しているか、またその極性を誤って
配置されたフィルの個数は何個であるが、む検出するこ
とができる。このような検出をコイル群１３．１４をヨ
ーク４に対して接着剤で固定する前に行なうので、製造
されるステッピングモータ１の品質の低下を格段に低減
することができる。

前述の実施例では、オシロスコープ３２によって出力電
圧の振幅を読取ったが、いわゆるピーク値からピーク値
の幅を読取るようにしてもよく、また読取る手段はオシ
ロスコープ３２に限るものではない。

効　　果 以上のように本発明に従えば、ステッピングモータを構
成するロータと対向した複数のヨークに多連のコイルを
装着し、このヨークに対応する磁極の配置態様を有する
永久磁石片を、予め定めた回転速度で回転し、各相ごと
のフィルの誘導起電力を、電圧画定表示手段で測定表示
するようにした。またこのように表示された波形のピー
ク値を比較するようにした。したがって前記ヨークに装
′Ｘ１された各直列接続されている各多連のフィルにお
いて、コイルの極性が逆に配置されているが否かの検出
、および極性を誤って配置されたコイルの個数の検出を
容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の検査方法を実現する構成の
斜視図、第２図は第１図のコイル極性検査装置３０の断
面図、第３図は本発明の一実施例に従うステッピングモ
ータ１の斜視図、第４図は第３図の分解斜視図、ｐＡｓ
図はヨーク４ａへのコイル１３ａの装着状態を説明する
斜視図、第６図はコイル群１３．１４のヨーク４への装
着状態を説明する斜視図、第７図はコイル９１３．１４
の極性配置状態を説明する斜視図、第８図はコイル群１
３．１４と回転円板１０との関係を示す周方向展開図、
第９図はオシロスコープ３２に表示される誘導起電力の
波形図である。 １・・・ステッピングモータ、２・・・上部ハウジング
、３・・下部ハワソング、４・・・ヨーク、９・・・ロ
ータ、】Ｏ・・・回転円板、１３．１４・・・コイル、
３０・・・フィル極性検査装置、３２・・・オンロスフ
ープ、３７・・永久磁石片 第１図 第２図 第３図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ステツピングモータを構成するロータと対向した複数の
   ヨークに、周方向に１つまたは複数の間隔をあけて、複
   数の各直列接続された多連のコイルを装着し、 このコイルに対応する永久磁石片を予め定めた回転速度
   で回転し、各相毎のコイルの誘導起電力を電圧測定表示
   手段で測定表示し、 表示された波形のピーク値を比較することを特徴とする
   ステツピングモータのコイル極性検査方法。